2021版物理导学大一轮人教广西专用考点规范练31　电磁感应现象　楞次定律 WORD版含解析.docx

1、考点规范练31电磁感应现象楞次定律考点规范练第60页一、单项选择题1.在一空间有方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场,如图所示,垂直纸面向外的磁场分布在一半径为a的圆形区域内,垂直纸面向里的磁场分布在除圆形区域外的整个区域,该平面内有一半径为b(b2a)的圆形线圈,线圈平面与磁感应强度方向垂直,线圈与半径为a的圆形区域是同心圆。从某时刻起磁感应强度大小减小到B2,则此过程中该线圈磁通量的变化量的大小为()A.12B(b2-a2)B.B(b2-2a2)C.B(b2-a2)D.12B(b2-2a2)答案:D解析:计算磁通量时,磁感线既有垂直纸面向外的,又有垂直纸面向里的,所以可以取垂直纸面向里

2、的方向为正方向。磁感应强度大小为B时,线圈磁通量1=B(b2-a2)-Ba2,磁感应强度大小为B2时,线圈磁通量2=12B(b2-a2)-12Ba2,因而该线圈磁通量的变化量的大小为=|2-1|=12B(b2-2a2),故选项D正确。2.(2019北京海淀三模)图甲的铜盘安装在水平的铜轴上,它的边缘正好在两磁极之间,两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。闭合开关S,给铜盘一个初动能,铜盘转动方向和所处磁场如图乙所示,不计一切摩擦和空气阻力,下列说法正确的是()A.通过圆盘平面的磁通量增加B.通过电阻R的电流方向向下C.断开开关S,圆盘将减速转动D.断开开关S,圆盘将匀速转动答案:D解析:

3、由题图可知,通过圆盘平面的磁通量不变,故A错误。根据右手定则可知,电流从D点流出,流向C点,因此电流方向为从C向D,由于圆盘在切割磁感线,相当于电源,所以D处的电势比C处高,则通过电阻R的电流方向向上,故B错误。可将圆盘看成由若干个沿着半径方向的辐条组成,因此在任何时刻都有辐条切割磁感线,因开关S闭合,存在安培阻力,导致圆盘将减速转动; 若断开开关S,电路中没有感应电流,不存在安培力,那么圆盘将匀速转动,故C错误,D正确。3.如图所示,在一根竖直放置的铜管的正上方某处从静止开始释放一个强磁体,在强磁体沿着铜管中心轴线穿过铜管的整个过程中,不计空气阻力,那么()A.由于铜是非磁性材料,故强磁体运

4、动的加速度始终等于重力加速度B.由于铜是金属材料,能够被磁化,使得强磁体进入铜管时加速度大于重力加速度,离开铜管时加速度小于重力加速度C.由于铜是金属材料,在强磁体穿过铜管的整个过程中,铜管中都有感应电流,加速度始终小于重力加速度D.由于铜是金属材料,铜管可视为闭合回路,强磁体进入和离开铜管时产生感应电流,在进入和离开铜管时加速度都小于重力加速度,但在铜管内部时加速度等于重力加速度答案:C解析:由于铜是金属材料,在强磁体穿过铜管的整个过程中,铜管中都有感应电流,阻碍强磁体运动,从而使强磁体的加速度始终小于重力加速度,故C正确。4.阿明有一个磁浮玩具,其原理是利用电磁铁产生磁性,让具有磁性的玩偶

5、稳定地飘浮起来,其构造如图所示。若图中电源的电压恒定,可变电阻为一可以随意改变电阻大小的装置,则下列叙述正确的是()A.电路中的电源必须是交流电源B.电路中的a端点必须连接直流电源的负极C.若增加环绕软铁的线圈匝数,可增加玩偶飘浮的最大高度D.若将可变电阻的电阻值调大,可增加玩偶飘浮的最大高度答案:C解析:由题意可知,玩偶稳定地飘浮,且其下端为N极,则电磁铁上端为N极,再结合右手螺旋定则可得,电源需提供直流电,且a端点必须连接直流电源的正极,故选项A、B错误;增加线圈匝数,可使得电磁铁产生的磁场增强,斥力增大,玩偶飘浮的最大高度变大,选项C正确;电阻变大,由欧姆定律知电流变小,电磁铁产生的磁场

6、变弱,玩偶飘浮的最大高度变小,选项D错误。5.奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第认为磁也一定能生电,并进行了大量的实验。如图中环形物体是法拉第使用过的线圈,A、B两线圈绕在同一个铁环上,A与直流电源连接,B与灵敏电流表连接。实验时未发现电流表指针偏转,即没有“磁生电”,其原因是()A.线圈A中的电流较小,产生的磁场不够强B.线圈B中产生的电流很小,电流表指针偏转不了C.线圈A中的电流是恒定电流,不会产生磁场D.线圈A中的电流是恒定电流,产生稳恒磁场答案:D解析:电流表与线圈B构成闭合电路,当线圈中磁通量发生变化时,线圈中产生感应电动势,从而可出现感应电流。由于线圈A中的电流是恒定电流,产生稳恒磁

7、场,所以线圈B中磁通量没有变化,电流表指针不偏转,D正确。6.如图所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点,并可绕O点摆动。金属线框从右侧某一位置静止释放,在摆动到左侧最高点的过程中,细杆和金属线框平面始终处于同一平面,且该平面垂直纸面。则线框中感应电流的方向是()A.abcdaB.dcbadC.先是dcbad,后是abcdaD.先是abcda,后是dcbad答案:B解析:依题意,原磁场方向竖直向上。金属线框从右侧静止释放到最低点过程中,穿过金属线框的磁通量减小,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向为竖直向上,

8、由安培定则可知,感应电流方向为dcbad。金属线框从最低点到左侧最高点过程中,穿过金属线框的磁通量增大,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向为竖直向下,由安培定则可知,感应电流方向为dcbad。7.如图所示,矩形线框abcd通过导体杆搭接在金属导轨EF和MN上,整个装置放在方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中,导轨左侧接有定值电阻R。当线框向右运动时,下列说法正确的是()A.R中无电流B.R中有电流,方向为MEC.ab中无电流D.ab中有电流,方向为ba答案:D解析:由于线框向右运动,所以ab两端和dc两端存在着相同大小的电势差,ab中有电流,方向为ba,cd中也有电流,方向为cd,回路内有电流,R

9、中电流方向为EM,D正确。二、多项选择题8.(2019安徽马鞍山期中)如图所示,导线框MNQP近旁有一个跟它在同一竖直平面内的矩形线圈abcd,下列说法正确的是()A.当滑动变阻器滑片向下滑动一小段距离时,abcd中有感应电流B.当滑动变阻器滑片向上滑动一小段距离时,abcd中有感应电流C.电阻不变,将abcd在其原来所在的平面内竖直向上运动时,其中有感应电流D.电阻不变,将abcd在其原来所在的平面内向PQ靠近时,其中有感应电流答案:ABD解析:当滑动变阻器滑片向下滑动一小段距离时,电阻变大,导线框MNQP中电流减小,PQ产生的磁场减弱,穿过abcd的磁通量减小,则abcd中有感应电流,故A

10、正确;同理,当滑动变阻器滑片向上滑动一小段距离时,电阻变小,导线框MNQP中电流增大,PQ产生的磁场增强,穿过abcd的磁通量增加,则abcd中有感应电流,故B正确;电阻不变,将abcd在其原来所在的平面内竖直向上运动时,穿过abcd的磁通量不变,其中没有感应电流,故C错误;电阻不变,将abcd在其原来所在的平面内向PQ靠近时,穿过abcd的磁通量增加,其中有感应电流,故D正确。9.(2019江西仿真模拟) 如图甲,螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场,图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连,导线框内有一小金属圆环L,圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间按图乙

11、所示规律变化时()A.在t1t2时间内,L有收缩趋势B.在t2t3时间内,L有扩张趋势C.在t2t3时间内,L内有逆时针方向的感应电流D.在t3t4时间内,L内有顺时针方向的感应电流答案:AD解析:据题意,在t1t2时间内,外加磁场磁感应强度增加且增加得越来越快,则在导线框中产生沿顺时针方向增加的电流,该电流激发出增加的磁场,该磁场通过圆环,在圆环内产生感应电流,根据结论“增缩减扩”可以判定圆环有收缩趋势,故选项A正确;在t2t3时间内,外加磁场均匀变化,在导线框中产生稳定电流,该电流激发出稳定磁场,该磁场通过圆环时,圆环中没有感应电流,故选项B、C错误;在t3t4时间内,外加磁场向下减小,且

12、减小得越来越慢,在导线框中产生沿顺时针方向减小的电流,该电流激发出向内减小的磁场,故圆环内产生顺时针方向的电流,选项D正确。10.如图所示,光滑平行金属导轨PP和QQ都处于同一水平面内,P和Q之间连接一电阻R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现垂直于导轨放置一根导体棒MN,用一水平向右的力F拉动导体棒MN。以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力方向的说法正确的是()A.感应电流方向是NMB.感应电流方向是MNC.安培力水平向左D.安培力水平向右答案:AC解析:MN在外力F的作用下向右运动,由右手定则知,感应电流方向为MPQNM,故A正确,B错误;由左手定则知,MN受到的安培力方向水平

13、向左,故C正确,D错误。11.如图所示,一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内,其下方(略靠前)固定有一根与导线框平面平行的水平直导线,导线中通以图示方向的恒定电流。释放导线框,它由实线位置处下落到虚线位置处的过程中未发生转动,在此过程中()A.导线框中感应电流方向依次为ACBAABCAACBAB.导线框的磁通量为零时,感应电流却不为零C.导线框所受安培力的合力方向依次为向上向下向上D.导线框所受安培力的合力为零,做自由落体运动答案:AB解析:根据安培定则可知,导线上方的磁场方向垂直于纸面向外,下方的磁场方向垂直于纸面向里,而且越靠近导线磁场越强,所以闭合导线框ABC在下降过程中,导线框内垂

14、直于纸面向外的磁通量先增大,当增大到BC边与导线重合时,达到最大,线框再向下运动,导线框内垂直于纸面向外的磁通量逐渐减小至零,然后随导线框的下降,导线框内垂直于纸面向里的磁通量增大,继续下降时由于导线框逐渐远离导线,使导线框内垂直于纸面向里的磁通量再逐渐减小,根据楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍内部磁通量的变化,所以感应电流的磁场先向内,再向外,最后向内,故导线框中感应电流方向依次为ACBAABCAACBA,选项A正确;当导线框内的磁通量为零时,内部的磁通量仍然在变化,所以感应电流不为零,选项B正确;根据对楞次定律的理解,感应电流的效果总是阻碍导体间的相对运动,所以导线框所受安培力的合力方

15、向一直向上,不为零,选项C、D错误。12.如图所示,一根长导线弯曲成“”形,通以直流I,正中间用绝缘线悬挂一金属环C,环与导线处于同一竖直平面内。在电流I增大的过程中,下列判断正确的是()A.金属环中无感应电流产生B.金属环中有逆时针方向的感应电流C.悬挂金属环C的竖直线的拉力大于环的重力D.悬挂金属环C的竖直线的拉力小于环的重力答案:BC解析:=BS,S不变,I增大,B增大,所以有感应电流产生,A错误;由楞次定律得,感应电流方向沿逆时针,B正确;由于环的上半部分所在处的磁感应强度大于下半部分所在处的磁感应强度,所以安培力以上半部分为主,I方向向左,B垂直纸面向里,则F安方向向下,所以F拉=m

16、g+F安,拉力大于重力,C正确,D错误。13.(2018全国卷)如图,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态,下列说法正确的是()A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动答案:AD解析:如图甲所示,闭合开关瞬间,右边线圈有电流通过,左边线

17、圈内磁通量增强。由楞次定律可知,左边线圈感应磁场方向向左。根据右手螺旋定则可得直导线中电流方向为从南到北。由此可得直导线上方磁场为垂直纸面向里,则磁针N极朝垂直纸面向里的方向转动,故A项正确。甲开关闭合并保持一段时间后电路稳定,线圈内无磁通量变化,则直导线中无电流,小磁针恢复南北指向,故B、C项错误。如图乙所示,开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,左边线圈内磁通量减小,由“增反减同”规律得其感应磁场方向向右。由右手螺旋定则可得直导线中电流由北到南,直导线上方磁场为垂直纸面向外,则小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动,故D项正确。乙14.下图是某电磁冲击钻的原理图,若突然发现钻头M向右运动,则

18、可能是()A.开关S闭合瞬间B.开关S由闭合到断开的瞬间C.开关S是闭合的,滑动变阻器滑片P向左迅速滑动D.开关S是闭合的,滑动变阻器滑片P向右迅速滑动答案:AC解析:当开关S闭合时,左线圈上有了电流,产生磁场,而对于右线圈来说,磁通量增加,由楞次定律可知,为了阻碍磁通量的增加,钻头M向右运动远离左边线圈,故A正确;当开关S由闭合到断开的瞬间,穿过右线圈的磁通量要减少,为了阻碍磁通量的减少,钻头M要向左运动靠近左边的线圈,故B错误;开关S闭合,当滑动变阻器滑片P向左迅速滑动时,回路的电阻减小,回路的电流增大,产生的磁场增强,穿过右线圈的磁通量增大,为了阻碍磁通量的增加,钻头M向右运动远离左边线

19、圈,故C正确;当滑动变阻器的滑片P向右迅速滑动时,回路的电阻增大,回路的电流减小,产生的磁场减弱,穿过右线圈的磁通量减少,为了阻碍磁通量的减少,钻头M向左运动靠近左边线圈,故D错误。15.下图是创意物理实验设计作品小熊荡秋千的示意图。两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上,与两个铜线圈P、Q组成一闭合回路,两个磁性很强的条形磁铁如图放置。当用手左右摆动线圈P时,线圈Q也会跟着摆动,仿佛小熊在荡秋千。以下说法正确的是()A.P向右摆动的过程中,P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)B.P向右摆动的过程中,Q也会向右摆动C.P向右摆动的过程中,Q会向左摆动D.若用手左右摆动Q,P会始终保持静止答案:AB解析:P向右摆动的过程中,穿过P线圈的磁通量减小,根据楞次定律,P中有顺时针方向的电流(从右向左看),故A正确;根据电路连接可知Q下端的电流方向向外,根据左手定则,所受的安培力向右,则Q向右摆动。同理,用手左右摆动Q,P会左右摆动,故B正确,C、D错误。